(57)【要約】      （修正有）【課題】鋳物の材質が軟質であっても、表面に突出している押湯、湯口等の突起物が円滑に切断できる粗鋳物の突起物切断装置を得る。【解決手段】ワーク支持台２に表面に押湯、湯口等の突起物２２を有する粗鋳物２０を固定し、工具支持台５に突起物の突出方向と並行する軸心を中心として回転する円板状の回転カッター１０を設け、回転カッターは、円板状の台金１１の外周に、半径方向外方に突出する刃台と半径方向内方に凹む凹部とを交互に形成し、刃台に超硬質材料からなる平刃形の主チップと、該主チップの刃先側部のエッジの食い込み量を所定値以下に規制する保護突起とを円周方向に間隔をおいて設けてなり、前記ワーク支持台と工具支持台との一方を前記突起物の突出方向に対して直交する方向に移動させて、回転カッターにより突起物を切断する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワーク支持台（２）に表面に押湯、湯口等の突起物（２２）を有する粗鋳物（２０）を固定し、工具支持台（５）に前記突起物（２２）の突出方向と並行する軸心を中心として回転する円板状の回転カッター（１０）を設け、前記回転カッター（１０）は、円板状の台金（１１）の外周に半径方向外方に突出する刃台（１２）と半径方向内方に凹む凹部（１３）とを交互に形成し、前記刃台（１２）に超硬質材料からなる平刃形の主チップ（１５−１）と、該主チップ（１５−１）の刃先側部のエッジ（１５ｃ）の食い込み量を所定値以下に規制する保護突起（１４）とを円周方向に間隔をおいて設けてなり、前記ワーク支持台（２）と工具支持台（５）との一方を前記突起物（２２）の突出方向に対して直交する方向に移動させて前記回転カッター（１０）により前記突起物（２２）を切断することを特徴とする粗鋳物の突起物切断装置。
【請求項２】
保護突起（１４）による主チップ（１５−１）の刃先側部のエッジ（１５ｃ）の食い込み量を１．０ｍｍ未満に規制したことを特徴とする請求項１記載の粗鋳物の突起物切断装置。
【請求項３】
主チップ（１５−１）の刃先側部を面取りしたことを特徴とする請求項１または２記載の粗鋳物の突起物切断装置。
【請求項４】
一部の刃台（１２）に主チップ（１５−１）よりも高い山形チップ（１５−２）を設けたことを特徴とする請求項１，２または３記載の粗鋳物の突起物切断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋳型から取り出した粗鋳物に存在している押湯、湯口等の突起物を切断する粗鋳物の突起物切断装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の技術として、特許文献１があった。即ち、昇降部によって上下動される回転軸に円板状の砥石からなる切断刃を取り付け、前記回転軸に対して直行方向に移動される治具に、湯口及びゲートが連結されたワーク（粗鋳物）を取り付け、昇降部によって前記切断刃を切断位置に降下させた後、治具を介してワークを前記切断刃方向に移動させることにより、該切断刃でゲートを切断し、該ゲート及び湯口を製品部から除去するようにしたものがあった。
【０００３】
前記特許文献１の切断刃は、円板状の砥石であったため、ワークがアルミ合金のように軟質材であると、目詰まりを起こして切断性能が低下したり、ワークが焼きついたりするものであった。
【特許文献１】特開２００５−３４９３９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、鋳物の材質が軟質であっても、表面に突出している押湯、湯口等の突起物を安定して切断する粗鋳物の突起物切断装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、前記目的を達成するために以下の如く構成したものである。即ち、請求項１に係る発明は、ワーク支持台に表面に押湯、湯口等の突起物を有する粗鋳物を固定し、工具支持台に前記突起物の突出方向と並行する軸心を中心として回転する円板状の回転カッターを設け、前記回転カッターは、円板状の台金の外周に半径方向外方に突出する刃台と半径方向内方に凹む凹部とを交互に形成し、前記刃台に超硬質材料からなる平刃形の主チップと、該主チップの刃先側部のエッジの食い込み量を所定値以下に規制する保護突起とを円周方向に間隔をおいて設けてなり、前記ワーク支持台と工具支持台との一方を前記突起物の突出方向に対して直交する方向に移動させて前記回転カッターにより前記突起物を切断する構成にしたものである。
請求項２に係る発明は、前記保護突起による主チップの刃先側部のエッジの食い込み量を１．０ｍｍ未満に規制したものである。
請求項３に係る発明は、主チップの刃先側部を面取りしたものである。
請求項４に係る発明は、一部の刃台に主チップよりも高い山形チップを設けたものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の請求項１に係る発明は、例えば、工具支持台を移動させて回転カッターを粗鋳物の突起物に向けて送ると、該回転カッターの主チップが前記突起物の設定された箇所に接触してこの部を切削するとともに、該切削した切り屑は凹部から外部に排出されることになる。このため、前記主チップは、切り屑に邪魔されることなく突起物の切削が安定し、該突起物の切断が迅速に行えることになる。
【０００７】
また、前記突起物が切断される終期に、該突起物が自重等によって傾斜してその一部が主チップの刃先角部に衝突することがある。この衝突は突起物の自重によるものであるため、主チップへの衝撃が大きくなるが、該主チップは刃先側部のエッジの切削量が保護突起によって所定値以下に規制されることになるため、該エッジに大きな負荷が発生しなくなり、該エッジが損傷し難くなる。
【０００８】
請求項２に係る発明は、保護突起によって前記エッジの食い込み量を１．０ｍｍ未満に規制したので、特にアルミ合金製の突起物の衝突に対してエッジの損傷が少なくなる。
また、請求項３に係る発明は、主チップの刃先側部を面取りしたので、エッジ部の剛性が高くなり、この部が前記突起物の衝突に対して損傷し難くなる。
また、請求項４に係る発明は、主チップの刃幅中心部が切削する分を山形チップが先行して切削するので、主チップの切削負荷が軽減し、突起物を迅速に切断することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下本発明の実施例を図面に基いて説明する。図面において、図１は本発明の実施例を示す切断装置の概略平面図、図２は切断状態を示す要部側面図、図３は回転カッタの部分側面図、図４は図３のIV-IV線による拡大断面図、図５は山形チップの欠けの大小の区域を示す正面図、図６は主チップの欠けの大小の区域を示す正面図、図７はチップの衝撃付加の実験態様を示す説明図である。
【００１０】
図１において、１は切断装置であり、粗鋳物２０を固定するワーク支持台２、回転カッターを支持する工具支持台５を有する。ワーク支持台２は正面側に支持面３、及びクランプ４を有し、支持面３に粗鋳物２０を当接させ、クランプ４を作動させて粗鋳物２０を支持面３に圧接固定するようになっている。前記粗鋳物２０は、本例ではアルミ合金製の３気筒シリンダヘッドからなり、シリンダヘッド部２１の一側面に押湯２２ａ、湯口２２ｂ等の突起物２２を一体に有し、突起物２２が正面側（図１において下方）に配置されて前記ワーク支持台２に固定される。
【００１１】
工具支持台５は、前記ワーク支持台２の正面側で図１において左右方向に移動可能となっており、上面の左部に回転軸６を正面−背面方向、即ち、ワーク支持台２に固定された粗鋳物２０の突起物２２の突出方向と並行する方向に配置して軸受７により回転自在に支持し、上面の右部にモータ８を取り付け、該モータ８によりプーリ・ベルトからなる伝導具９を介して前記回転軸６を回転させる。
【００１２】
前記回転軸６の背面側に円板状の回転カッタ１０を取り付ける。該回転カッター１０は図３に示すように、合金工具鋼（ＪＩＳ規格；ＳＫ５）からなる円板状の台金１１の外周部に半径方向外方に突出する刃台１２と半径方向内方に凹む凹部１３とを交互に形成し、各刃台１２の回転進行側の面に平刃形の主チップ１５−１と該主チップ１５−１よりも高い山形チップ１５−２とを交互にロウ付け固着し、各刃台１２の回転後進側の外周部に保護突起１４を形成する。
【００１３】
前記主チップ１５−１および山形チップ１５−２は、超硬合金層とダイヤモンド焼結体（ＰＣＤ）、立方晶窒化ほう素（ＣＢＮ）焼結体等の超硬質層とを一体に有する二層構造の超硬質焼結体からなり、主チップ１５−１は平刃形にするとともに、その先端切刃１５ａの両側を約０．２ｍｍの幅（図５）で面取りする。山形チップ１５−２はその頂部１５ｄを主チップ１５−１よりも高くするとともに、左右の斜辺１５ｅを約１．４ｍｍ（図６）の幅にして正面視台形状とする。
【００１４】
前記保護突起１４は、その上面および両側が主チップ１５−１の先端切刃１５ａ及び側面切刃１５ｂの先端部よりも内方に位置し、突起物２２の切断終期の傾斜時、あるいは切断直後の落下時等において、該突起物２２が主チップ１５−１の刃先側部のエッジ１５ｃに衝突した際に、該エッジ１５ｃ部の食い込み量を所定値以下に規制して該エッジ１５ｃの欠け（損傷）を防止する。
【００１５】
本例では、図３〜図４に示すように、回転カッター１０の径Ｄを４０５ｍｍ、主チップ１５−１の刃厚Ｔ１を約４ｍｍ、台金１１の厚さＴ２を約３．２ｍｍ、チップ１５の数を３０とし、該回転カッター１０の回転速度を３６００／分（３６００ＲＰＭ）、送り速度Ｖを１．３ｍ／分とした際に、主チップ１５−１に対する保護突起１４の半径方向の距離（規制量）ＭＬは約０．８ｍｍ、山形チップ１５−２に対する保護突起１４の半径方向の距離（規制量）ＭＨは約１．０ｍｍ、主チップ１５−１のエッジ１５ｃに対する保護突起１４の半径方向の距離（規制量）ＭＬＲは約０．８４とする。
【００１６】
なお、図１〜図３に示すように、前記各チップ１５（１５−１，１５−２）のすくい角Ａは約零度、逃げ角Ｃは約１０度、側面向心角Ｅは約１度となっている。
【００１７】
表１は回転カッター１０に衝撃を付与した際の実験データである。
【表１】
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表１において、
ＭＨ；山形チップ１５−２に対する保護突起１４の半径方向の距離
ＭＬ；主チップ１５−１に対する保護突起１４の半径方向の距離
ＭＬＲ；主チップ１５−１のエッジ１５ｃに対する保護突起１４の半径方向の距離
Ｄ；回転カッター１０の直径
Ｔ１；チップ１５の刃厚
Ｔ２；台金１１の厚さ
Ｚ；チップ１５の刃数
Ａ；チップ１５のすくい角
Ｃ；チップ１５の逃げ角                
Ｎ；回転カッター１０の回転速度
欠け大；刃の欠けが１．０ｍｍ以上
欠け小；刃の欠けが０．３ｍｍ以内
平；平刃形の主チップ
山；山形チップ
前記欠けの大小は、再研磨の可否によって決定する。即ち、刃の欠ける範囲が図５、図６の（ア）に示すように０．３ｍｍ以内であれば、チップ１５がダイヤモンド焼結体（ＰＣＤ）等の超硬質層を有するものであっても、再研磨した方が安価となる。また、刃の欠ける範囲が図５、図６の（イ）に示すように０．３ｍｍを越えるものは、チップ１５がダイヤモンド焼結体（ＰＣＤ）等の超硬質層を有するものであると、再研磨に長時間を要するとともに、砥石の磨耗が増大することになるので、新たなチップと交換した方が得策となる。
【００１８】
なお、表１の実験は、図７に示すように、直径４０５ｍｍの回転カッター１０を切削速度（３６００ＲＰＭ）で回転させ、この状態で突起物２２に相当する直径４０ｍｍ、長さ１５０ｍｍのアルミ合金製の模擬突起物２２’を約３００ｍｍの高さＨから、図７（Ａ）、（Ｂ）に示すように、前記回転カッター１０の回転軸心ＯＬに対して直行する鉛直方向から自重落下させた場合と、図７（Ｃ）に示すように、前記回転カッター１０の回転軸心ＯＬに対して２０度傾斜する鉛直方向から自重落下させた場合とをそれぞれ３回行ったものである。
【００１９】
表１によれば、台金１１の厚さ１１が３．２ｍｍの回転カッターにおいては、ＭＬＲが１．０３ｍｍ未満（項目１〜５）ではチップ１５に０．３ｍｍ以上の大きな刃欠けが発生せず、台金１１の厚さＴ２が２．８ｍｍの回転カッターにおいては、ＭＬＲが１．１ｍｍ未満（項目８）ではチップ１５に０．３ｍｍ以上の大きな刃欠けが発生しないことが判る。
【００２０】
前記実施例によれば、ワーク支持台２の支持面３に粗鋳物２０をクランプ４を介して固定し、モータ８を起動させて回転カッター１０を図２において左回転させ、この状態で工具支持台５を図１において左方に移動させると、図２に示すように、回転カッター１０が、シリンダヘッド部２１から正面方向に突出している突起物２２、即ち、押湯２２ａ、湯口２２ｂの基部を右部から左部に向かって順次切断していくことになる。
【００２１】
この場合、回転カッター１０の主チップ１５−１が前記突起物２２に接触してこの部を切削した切り屑は凹部１３から外部に排出され、各主チップ１５−１は切り屑に邪魔されることなく小さい切削負荷で突起物２２を切削し、これを円滑に切断することになる。また、前記突起物２２が切断される終期に、該突起物２２が自重等によって傾斜し、その一部が主チップ１５−１のエッジ１５ｃ部に衝突した際には、該エッジ１５ｃ部の切削量（食込み量）が保護突起１４により所定値（１．０ｍｍ）未満に規制され、該エッジ１５ｃ部に大きな衝撃が加わらなくなって大きな損傷（欠け）が発生しなくなる。また、主チップ１５−１の刃先側部が面取りされ、剛性が高くなっているため、前記エッジ１５ｃ部の損傷がさら少なくなる。
【００２２】
なお、山形チップ１５−２の先端切れ刃１５ｄ部は、切断終期に突起物２２が衝突しても、正面から衝突力を受けること、および斜辺１５ｅが大きくて刃先剛性が高いことから、本実験ではＭＨが１．４ｍｍであっても大きな刃欠けはない。このことから勘案すると、ＭＨやＭＬの値よりもＭＬＲを１．０ｍｍ未満にすることが重要であることが判る。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施例を示す切断装置の概略平面図である。
【図２】切断状態を示す要部側面図である。
【図３】回転カッタの部分側面図である。
【図４】図３のIV-IV線による拡大断面図である。
【図５】主チップの欠けの大小の区域を示す正面図である。
【図６】山形チップの欠けの大小の区域を示す正面図である。
【図７】チップの衝撃付加の実験態様を示す説明図である。
【符号の説明】
【００２４】
１    切断装置
２    ワーク支持台
３    支持面
４    クランプ
５    工具支持台
６    回転軸
７    軸受
８    モータ
９    伝導具
１０    回転カッター
１１    台金
１２    刃台
１３    凹部
１４    保護突起
１５    チップ
１５−１    主チップ（平刃チップ）
１５ａ  先端切刃
１５ｂ  側面切刃
１５ｃ  刃先側部のエッジ
１５−２    山形チップ
１５ｄ  先端切刃
１５ｅ  左右の斜辺
２０    粗鋳物
２１    シリンダヘッド部
２２    突起物
２２ａ  押湯
２２ｂ  湯口
Ａ    すくい角
Ｃ    逃げ角
Ｅ    側面向心角
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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